123

India’s Rocket Launch Business 印度的衛星發射工業

許庭榜/中興大學國政所碩士研究生

發射載具(Launch Vehicle)指的是所謂的「火箭」,在發展太空計畫的過程中扮演著關鍵的角色,包括衛星、太空梭或探測器等,都必須藉由發射載具將其送入地球軌道。因此火箭技術對於太空計畫的發展非常重要。印度在發展太空計畫初期便了解衛星科技與火箭技術同步發展的重要性,在太空計畫開始之初,也同時展開火箭技術的研發,目前不僅能滿足國內衛星發射的需求,甚至還將衛星發射服務商業化,進一步提供國際服務。本文將介紹印度的商業衛星發射服務,並分析這項工業的發展前景。


印度的衛星發射工業前景

前言

一般來說,發射載具(Launch Vehicle)指的便是所謂的「火箭」,而發射載具在發展太空計畫的過程中扮演著關鍵的角色。一個國家不管其衛星科技多麼發達,太空計畫多麼進步,她的衛星、太空梭或探測器等,都必須藉由發射載具將其送入地球軌道。因此火箭技術對於太空計畫的發展非常重要。印度在發展太空計畫初期便了解衛星科技與火箭技術同步發展的重要性(政治變化無常,若得依賴其他國家提供的技術進行發展或計畫開發,必得承受很大的風險)。因此,在太空計畫開始之初,印度也同時展開火箭技術的研發。到目前為止,印度的火箭技術不僅能夠滿足國內衛星發射的需求,甚至還將衛星發射服務商業化,進一步提供國際社會商業衛星發射服務。本文首先介紹印度的商業衛星發射服務,其次討論此項服務的發展前景。

印度商業衛星發射服務

目前國際上提供商業衛星發射服務的公司有以下9家:法國的Arianespace、中國的長城工業、印度的Antrix、日本的三菱重工業、美國的SpaceX、美國的United Launch Alliance、美俄合資企業「International Launch Services、俄羅斯的Sea Launch與Space International Services。目前印度Antrix提供的商業衛星發射服務主要是由印度自行研製的「極軌衛星發射載具」(the Polar Satellite Launch Vehicle, PSLV)進行,PSLV火箭是印度太空研究組織第一個正式運作的火箭,能夠將1,600公斤重的衛星發射到離地球620公里遠的太陽同步極地軌道(sun-synchronous polar orbit),或將1,050公斤重的衛星發射到地球同步暫泊軌道(geo-synchronous transfer orbit)。以PSLV火箭的標準結構來說,它高達44.4公尺,起飛總重量為295噸。PSLV火箭以其多功能與高成功率著稱。透過將PSLV火箭改裝,可順利將衛星發射到不同的太空軌道,至2013年為止PSLV已經發射超過30顆人造衛星與太空船進入不同高度的太空軌道,向國際社會展示其發射載具的穩定性,並進一步在國際發射市場中獲取更多的商業發射機會。

不同型號的極軌衛星發射載具(PSLV),不同的載重能力適用於多種不同的太空任務[i]。

不同型號的極軌衛星發射載具(PSLV),不同的載重能力適用於多種不同的太空任務[i]。

首次商業衛星發射:逐步進入全球衛星發射市場

雖然印度從1999年就開始幫助其他國家發射衛星,但這些服務的收費都是象徵性的,真正的商業衛星發射要從2007年幫助義大利發射衛星開始。2007年印度使用PSLV火箭成功地幫義大利發射衛星Agile,這是印度第一次完全商業意義上的發射。在此次發射中,印度按照國際商業衛星發射市場上的收費標準,向義大利收取了1,100萬美元,這是個重要的里程碑,象徵印度進入國際商業衛星發射市場。2012年9月9日,印度在商業衛星發射協議之下,幫助法國ASTRIUM SAS公司發射先進遙測感應衛星SPOT-6,並向其收取1,600萬美元發射費,這對印度來說又是一項重要進展,因為這是印度PSLV火箭按照商業條款發射過最重的衛星,達712公斤。除了一般商業發射服務之外,印度的行星探測(2008年的月球任務與2013年的火星探測任務)也有效的幫助印度向國際社會展示其發射載具的性能,證明印度的衛星發射載具有足夠的穩定性與能力將1,000公斤以上的衛星或太空船送上地球軌道。類似上述的科技展示收到了不錯的成效,在印度進行火星任務不到1個月之後,一名印度太空研究組織的官員便表示,印度已經與德國、法國、英國與加拿大達成商業衛星發射的協定。2014年6月30日,印度依商業衛星發射協定,幫助法國發射SPOT-7衛星,該衛星為法國先進的遙測感應衛星,重714公斤。而且,除了法國的SPOT-7衛星之外,該次發射另外還攜帶四顆外國的小型衛星(2顆加拿大、1顆德國和1顆新加坡衛星)。再者,印度更預計幫助德國發射EnMAP(Environmental Mapping and Analysis Programme)衛星,該衛星為一高光譜衛星,重量約為800公斤,預計發射後將定期提供地球影像。印度太空研究組織主席拉達克里希南更表示:「除了德國與法國之外,我們也將替英國發射3顆衛星,以及數顆加拿大衛星。我們的想法是,印度每年至少要使用PSLV火箭進行一次商業衛星發射。」至2013年為止,印度太空研究組織已成功為其國際客戶發射35顆人造衛星與太空船,並且還有多個國家正與印度商討未來衛星發射計畫,確立印度在國際發射市場的重要地位。

法國SPOT-7遙測感應衛星,2014年3月完成太陽能板的整合。[ii]

法國SPOT-7遙測感應衛星,2014年3月完成太陽能板的整合。[ii]

商業衛星發射市場的市佔率

以2012年全球25個商業衛星發射訂單為例,歐洲取得11個、美國取得8個、俄羅斯與中國各取得2個、印度取得1個,另外1個由國際集團取得。[iii]以佔有率來看,歐洲是44%,美國32%,俄羅斯和中國各8%,印度與國際集團則占4%。雖然目前歐美國家仍然占據大部分的商業衛星發射市場,但是印度和中國為崛起中的太空國家,而且提供的發射服務都具有低成本與高穩定度的優勢,因此未來中印兩國在國際發射市場的比重將逐漸增加,尤其中印兩國的太空政策也都朝向獲取更多市場份額的方向發展。因此,從這邊可以了解,國際衛星發射市場的競爭將變得越趨激烈。

印度衛星發射服務的前景

2013年6月17日美國衛星產業協會(The Satellite Industry Association, SIA)發佈的《2013年衛星產業情勢報告》(2013 State of the Satellite Industry Report)指出,2012年全球衛星發射市場收益為65億美元,比起2011年的48億美元成長約35%。隨著全球衛星產業的成長,衛星發射市場也將隨之增加,競爭日趨激烈。事實上,印度PSLV火箭提供的衛星發射服務在國際上相當具有競爭力,前景也相當看好,本文試就以下兩點分析印度在衛星發射服務上的前景:

印度極軌衛星發射載具(PSLV)的低發射成本

印度的PSLV火箭擁有極高的穩定性,至2014年為止已經連續26次發射成功,其中包括兩次的太空探索(月球任務與火星任務),並成功幫助其國際客戶將多達35顆的衛星放入太空;此外,PSLV與其他同等級火箭相比,具有較低的發射成本,整體的發射費用大約較國際行情便宜30-35%[iv]。另外,任職於印度塔塔基礎研究中心(Tata Institute of Fundamental Research)的印度科學家Mayank N. Vahia更表示:「印度每放1公克的重量進入太空需耗費16.20美元,成本不到美國太空總署(NASA)的十分之一。」印度首家私人太空公司Earth2Orbit的創辦人之一Amaresh Kollipara先生表示:「以印度的PSLV火箭所能提供的穩定性與低廉的成本而言,在國際市場上相當具有競爭力,有許多美國、歐洲與日本的衛星營運商已向Earth2Orbit表達極大的興趣。」

美國放寬出口管制預計帶來的效益

2010年11月,美印兩國舉辦高峰會,美國總統歐巴馬在印度國會演講時指出:「美國要與21世紀位於世界影響力核心的國家建立更深層的合作關係,這裡面必須包含印度。」歐巴馬在演講中表示太空這一領域適合美印兩國進行更廣泛的合作;歐巴馬與印度總理辛格的共同聲明中宣示在「改善雙邊出口管制條例及落實兩國戰略夥伴關係」的決心。為了實現此一目標,2011年1月25日,美國政府宣佈將印度太空及國防相關組織從美國商務部的管制名單中移除,此舉使出口美國EAR管制下的物件到印度不需要再額外申請特殊的出口許可證,只須申請一般的出口許可即可。時任美國商務部長的駱家輝(Gary Locke)表示:「這個改變是個重要的里程碑,代表雙方在加強美印戰略夥伴關係與出口管制改革上的進展,這個改革將促進雙邊高科技領域的合作與貿易。」[v]美國解除科技出口限制使印度能夠更廣泛的利用美國衛星科技與零組件,並將之運用在印度的商業通訊衛星上;換句話說,將印度的若干太空組織從管制名單中移除,美國也可以將本國的衛星及相關設備運送到印度,講印度進行商業發射。

隨著美國對衛星及其相關科技領域所做的出口管制改革,理論上來說出口衛星所必需的許可申請應該可簡化,印度與美國進行商業發射合作將變得更為便利,有助於印度在國際發射市場爭取更多的發射機會。更重要的是,美國在這方面的放寬並不適用中國以及其他受美國貿易和武器管制約束的國家,包括北韓、伊朗、古巴、敘利亞和蘇丹等。[vii]這對於印度的國際商業發射服務來說無疑是一項大利多,中國與印度近年來都投注極大的資源在太空運輸的發展上,企圖搶占日益擴大的全球衛星發射市場。根據美國衛星產業協會(The Satellite Industry Association, SIA)發佈的《2013年衛星產業情勢報告》(2013 State of the Satellite Industry Report),2012年全球25次的商業衛星發射中,美國共計8次,是市場的三成多。若印度未來能夠從美國獲得商業衛星的發射訂單,將有利印度搶佔全球衛星發射市場,同時取得比中國更強的優勢。

GSLV-D5火箭從印度東部安德拉邦斯里赫里戈達島的達萬太空中心第二發射台發射,搭載印度GSAT-14通訊衛星。

GSLV-D5火箭從印度東部安德拉邦斯里赫里戈達島的達萬太空中心第二發射台發射,搭載印度GSAT-14通訊衛星。

印度衛星發射服務的限制:缺乏重型衛星的發射能力

雖然印度的極軌衛星發射載具(PSLV)在國際市場上相當具有競爭力,但印度所提供的衛星發射服務卻存在一定的限制,阻礙印度在國際發射市場中的發展,甚至影響到印度太空計畫發展的自主性。目前印度自行研發使用並投入國際市場進行發射服務的,僅有PSLV,重型衛星發射載具─「地球同步軌道發射載具」(Geostationary Launch Vehicle, GSLV)的開發尚未成熟,無法全面投入運作。亦即,印度能穩定提供國際發射市場的只有PSLV火箭,而它的載重能力僅能夠將小型及中型的衛星發射至低地球軌道與地球同步軌道,雖然這類衛星在國際發射市場有其需求,但真正龐大的發射利潤在於重型通訊衛星的發射。舉例而言,印度自行研製且重量達3,400公斤的先進通訊衛星GSAT-10,便是由法國的Ariane-5火箭發射並放入地球同步軌道。在這次發射中印度付給法國1億2千萬美金。據稱印度若能使用自己的發射載具發射GSAT-10,成本僅需付給法國的一半。[viii]印度缺乏能夠穩定發射重型衛星的能力不僅代表印度必須花費更多錢向國際市場購買發射服務,也表示失去國際市場上通訊衛星的發射機會,這才是商業衛星發射真正的利潤所在。

印度商業衛星發射服務的未來

綜合上述分析,筆者認為印度商業衛星發射服務的相當具有未來性,將來應可獲取更大的國際發射市場。首先,印度的發射成本低廉,發射穩定度高,而國際社會對衛星的需求不斷上升,連帶促進衛星發射產業的發展。目前的現況是需求持續增加,低成本的發射服務卻沒有隨之成長。衛星發射產業主要是由美、俄與歐盟主導,這些國家的衛星發射服務價格並不算便宜,因此,在發射成功率相當的情況下,價格便宜的一方理論上來說可以佔有較大的優勢。印度人力資源方面的成本較已開發國家來說,佔有很大的優勢。因此可以從這方面獲取很大的好處。

其次,印度在戰略情勢上也佔有一定的優勢。就衛星科技來說,由於它具備軍民兩用的性質,所以國家在進行這方面的合作計畫時,會比其他項目的商業合作來的謹慎。因此,國家在尋找發射服務時,除了價格之外,也會考量此一戰略因素。目前國際社會快速崛起的太空國家有中國和印度,這兩個國家也都在商業發射服務上積極發展,並且都具備低廉的發射成本,未來兩國的競爭勢必愈加激烈。印度在這方面較中國更具優勢的地方在於,目前西方國家普遍對於向中國進行技術轉移或在高科技材料、零件與物品的輸送上存有戒心,使得國內企業不願或無法與中國進行這方面的合作與往來。西方國家對於印度較沒有這方面的擔憂,因此,理論上來說,這個情形會增加印度在商業衛星發射市場上的優勢。

 

第三,印度在重型衛星發射載具上的技術發展。印度本身在低溫引擎方面的研發遭遇若干困難,因此目前尚無法提供重型衛星的發射服務。但是2014年1月5日,印度成功使用GSLV-D5火箭,發射1,982公斤重的GSAT-14通訊衛星,讓印度擠身世界上第6個能夠自行研製低溫引擎並成功運用來發射重型衛星的國家[ix],這一定程度上表示印度在重型衛星發射載具開發上的成熟,也許即將具備為國際市場提供重型衛星發射服務的能力。

綜合上述分析,筆者認為未來印度在商業衛星發射市場上的前景相當看好,應該能夠如印度國內專家學者預測的一般,在未來的10到20年將市場佔有率提高到25%。

GSLV-D5火箭從印度東部安德拉邦斯里赫里戈達島的達萬太空中心第二發射台發射,搭載印度GSAT-14通訊衛星。[x] ◥



[i] B. N. Suresh, “Roadmap of Indian space transportation,” Acta Astronautica, Vol.64(2009), pp.395-402.

[iii]U.S. Satellite Industry Association, 2013 State of the Satellite Industry Report, op., cit., p.23.

[iv]方天賜,<印度為義大利發射衛星>,《駐新德里台北經濟文化中心科技組》(2013/11/25),http://india.nsc.gov.tw/ct.asp?xItem=0960425011&ctNode=660&lang=C

[v]Jeffrey Hill, “U.S. Government Eases Export Restrictions on Indian Space Agencies,”Satellite Today(2011/01/26), http://www.satellitetoday.com/publications/st/2011/01/26/u-s-government-eases-export-restrictions-on-indian-space-agencies-businesses/.

[vi] 圖片來源:大紀元電子日報「歐巴馬:美印關係更茁壯深厚」(2010/11/09)。

[vii]“Export Controls Alert,” Hogan Lovells(2013/06/04),http://ehoganlovells.com/rv/ff00104b2431f3b69b8460405846b10ff5f7407f.

2010年11月8日,美國總統歐巴馬與印度總理辛赫在新德里的聯合記者招待會[vi]。

2010年11月8日,美國總統歐巴馬與印度總理辛赫在新德里的聯合記者招待會[vi]。

%d 位部落客按了讚: